您的位置:小水线面双体船
相关文章
1 小水线面双体船在中国有广阔的应用前景
2 世界各国发展小水线面双体船的概况与分析--经历"百花齐放",走向市场、战场
3 美国军民结合致力开发小水线面双体船
4 日本持续稳定地发展小水线面双体船
5 欧洲与韩国在开发小水线面双体船上有奋起直追的动向
6 我国小水线面双体船的研究设计进展与应用建议
7 军用小水线面双体船初探
8 小水线面双体船的发展和军事应用
9 我国小水线面双体船的应用前景
10 "海幽灵"
11 从NAVATEK到SLICE,使夏威夷形成美国小水线面双体船开发、试验中心之一
12 美国海军"司莱斯"号小水线面四体船
13 美国海军T-AGOS新型潜舰监测系统
14 美国"胜利"号水声监听船(T-AGOS 19)
15 美国小水线面水翼复合艇"搜寻"号
16 美国"西方飞人"号小水线面海洋遥控深潜器母船

三、美国军民结合致力开发小水线面双体船

张鑫 郑明


1勇于创新,领先建造实用船
  小水线面双体船的概念是从美国产生的。早在1905年美国的Nelson提出用两个下体构成小水线面双体船的原始概念。1932年Faust提出小水线面双体船的初步设想。1946年加拿大的Creed、1967年美国的Leopold进一步予以完善并申请专利。
  1969年美国海军船舶研究与发展中心(DTNSRDC)和美国海军船舶工程中心(NAVSEC)开始进行并完成了一系列小水线面双体船的基础性能研究和方案设计工作。1970年美国海军水下中心(NVC)做为最终用户,对拟建造的靶场试验保障船开始论证并提出设计要求。1971年美国的Thomes G Lang博士在美国加州创办Semi-Submerged Ship Co.(以下简称SSS Co.)申请的小水线面双体船专利,已提出在下体上用单或双支柱形式,及加装后稳定鳍、前鸭式翼鳍与控制系统技术。他也因而受美国海军委托,采用小水线面双体船型,组织设计建造"卡玛利诺"号靶场试验保障船。在充分利用美国海军大量研究试验储备支持下,1972年在马里兰州柯第斯海湾的海岸警备队船厂开工。“卡玛利诺”号于1973年建成,交给美海军水下中心(后改名为美海军海洋系统中心)夏威夷试验站。1974-1975年进行了一系列海上扩大试验,包括4级海情下直升机起降试验。该船成为世界上第一艘实用型小水线面双体船。它在服役中,又经历多次大风浪考验,在4.6米浪高条件下作业,未出现甲板上水现象;在7.6-9.2米浪高条件下航行,无结构损伤。1985年海洋考察部门的10位科学家随该船在夏威夷附近太平洋海域工作达2周之后,全都极力推荐今后海洋考察、水文测量等海上作业都应采用小水线面双体船型。
2持续开发,军民使用需求既结合又转换,推动技术发展
  美国从70年代到90年代,近30年,先后有15家公司(船厂、研究单位)参予开发小水线面双体船,共试制生产22型、26艘小水线面双体船。整个发展,大概可分做三个阶段。
  第一阶段,从70年代初到1991年,是研究开发建立小水线面双体船新概念的阶段,共完成开发11型11艘,较有代表性的首推海军"卡玛利诺"号靶场试验保障船,220吨,19节,有效负载50吨。其次则是海军秘密开发的隐身先进技术演示小水线面双体船“海影”(又译“海幽灵”)号,569吨,15节,有效负载51.8吨,于1982-1983年完成研制,1985年起隐密地开始海上试验,直到90年代初才逐渐亮相。还有夏威夷旅客观光游览船“纳夫台克-I”号,370吨,18节,载客430位,在出海观光营运中创造了经历大风浪和极低晕船率的记录而享誉于世。“克瑞德”号小水线面交通船,80吨,29节,载客150位,是美国一家专业的海洋小水线面船系统公司(SWATH OCEAN SYSTEMS以下简称SOS)总结前3型试制经验而设计为2000标准型的船。它被加拿大渔业海洋署看好。其航速达11节,油耗低,续航力大,可达2800海里,船自身横摇周期8.4秒,纵摇周期7.4秒,升沉周期5.1秒。很胜任海洋水文作业而被长期租借用于执行加拿大和美国东海岸一带水文调查与海洋考察。其它7型分别用于技术试验、渔业监管、水文测量、赛艇裁判、海港巡监等,多数排水量在百吨以下,航速也不高,有的在完成试验试用任务后也并未能持续投入营运。但多为开发小水线面双体船的研制和应用建立了技术储备和实践体会。在第一阶段中先后出现8家公司(单位)参予承包或建造小水线面双体船,形成了边开发研制,边推广应用,边争夺市场的状态,这种竞争也推动了技术进步。这一阶段看起来海军并没造出几型新船,其实恰在其时美海军大力加强组织了切实认真的基础研究、试验,对小水线面双体船从载荷、结构、阻力、推进、适航性、操纵性、动力和自动控制等多方面做了大量专题研究和技术储备。对大型化小水线面双体船技术,美国洛克希德·马丁集团与日本三井造船公司开展了相当的基础研究和一定的合作交流,在1985年由日本首先建成3500吨级“海洋”号海洋考察潜水作业船,取得实践经验,而且美、日两国一起直接瞄准同一吨级水声监听船的开发。
  第二阶段,大体在1991-1997年,军民用小水线面双体船的开发在深度和广度上大有进展,共试制建造8型11艘,造船公司收缩为6家,其中有较强开发设计能力的集中在3家。最著名的是在1991-1993年间完成的胜利级海军水声监听船,3396吨,16节,钢质,一举试制建造交付4艘,分别配属太平洋和大西洋两个舰队。日本同时建造2艘,两型船使命相同,探测线列阵水声系统由美国统一供应,尺度大同小异,主机各选本国柴油机,所以航速美船高于日船,另日船上加设了直升机起降平台。这型船1986年完成设计,1991年首舰建成交付海军,1991-1992年、1992-1993年分别在北大西洋和北太平洋做了全面系统试验,又于1993年在夏威夷海域做了最终交接试验,证明该船在7级海况下可以舒适地执行任务。1994年,230吨、23节、载客150位的“纳夫台克-Ⅱ”号观光游览船以更新的技术,为夏威夷海上旅游业赢得“与晕船告别”的美名而再添光彩。单支柱单下体带水翼的12.2吨、35节、有效负载1.125吨的“搜索”号试验艇以及四支柱,四下体的180吨、31.5节、有效负载50吨的"司莱斯"号多功能公务船,先后在1995年与1997年建成开始投入海上试验。这一阶段其它4型多是上百吨级,航速多在23节以上,分别用于海港引航、渔群探测、海上娱乐、潜水作业等。总体上看这一阶段标志着美国小水线面双体船军民结合,向实用化、大型化、高速化、多功能化和隐身化方面发展,这批小水线面双体船至今都保持长期服务和营运,证明其技术已经成熟,而且出现了第二代高速小水线面船。
  第三阶段是1997年以后,又建成并正建造一批实用型小水线面船,计有4型4艘。如完美级海军水声监听船,5370吨,12节,1993年开工,1998年建成交付,原计划共造6艘,由于冷战结束,计划被取消。首船的进度也因而变慢,但加配了主动拖曳式声呐及多套主动低频换能基阵。1999年交付的有“静水河”号海上油田交通船,载客250位,29节,是第3型采用燃气轮机的高速小水线面船。1999年正在建造的还有载客300位、25节的高速交通艇2艘。另有2400吨,15节的海洋考察船1艘正在设计中。这一阶段交付和建造中的小水线面船的技术更加成熟,但获得小水线面船建造任务的只有4家公司,他们千方百计在美洲推广应用,而且已经和将要到欧、亚洲去开辟新市场。
3海军主导研制方向,开发六型奠定基础
  海军在采用小水线面双体船型方面是果断而有远见的,而且下大功夫抓研究试验,使小水线面双体船及其控制技术日臻完善,设计工艺精益求精。1973年建成的“卡玛利诺”号,突破小水线面双体船改善适航性基本技术,并率先在下体中布置主推进动力装置--燃气轮机,证实了全海候、多功能的特色。1983年建成的“海影”号,是隐身先进技术演示船,以其独特的水上、水下外形和船体材料;改善控制船舶物理场,提高隐身性;优化的下体线型、布局,发挥翼鳍作用,取消舵等,控制改善船舶运动姿态,提高平稳性和快速性;使全船综合性能产生质的飞跃,显示出小水线面双体船在未来高性能船和水面舰艇发展中的重要地位。1991年建成的"胜利"号,进一步实施减振降噪、电力推进,在控制水下噪音和大型化、实用化及高海况耐波性上取得新成果,是世界上首次成批建造的小水线面双体船。1995年建成的“搜索”号,虽然只是一艘小型演示艇,它独辟新径,采用单支柱、单下体加前后水翼,创造了复合技术小水线面船的最高速度(35节),为进一步高速化探索技术途径。1997年建成的“司莱斯”号,应用鳍与压载水综合自控自稳系统,使船从零速到全速的运动姿态都得以控制改善,将主机全部下放在前下体中,直线式传动,提高推进效率;取消舵,后下体间距大于前下体,用前后下体科学布局,改善流场及水流干扰效应来抑制船舶运动获得成功;采用有效负载模块化设计,开发出第二代小水线面四体船作为全海候、多功能、高航速的模块化平台。1998年建成的“完美”号,船如其名,是胜利级的改进型,排水量和拖带水声阵的能力都加大,耐波性更好,不仅采用3730千瓦的电力推进还加配1340千瓦的全向喷水推进器;不仅是美海军对核潜艇监视的勤务保障船,更为21世纪水面舰艇采用大型化小水线面双体船做为先进实用平台提供了技术储备。
  美海军这六型船排水量从小到大,航速从低到高,在下体、支柱的数量、线型、布局及推进、传动、船体结构和材料方面都复盖了多种型式。在发挥小水线面双体船运动响应特征、提高适航性上,除在总体线型、流场原理上优化设计外,更注意应用前后稳定鳍、水翼、压载水舱等的控制和对波浪运动的预报与协调来实现动、静态条件下改善船舶运动姿态、降低运动幅值的效果。更值得注意的是,美海军对已有的小水线面双体船还在不断地加强试验、试用与训练、执勤,从实践中充实这一包含着高风险的高性能船新科技理论,并再反馈到工程应用中,使之成为成熟可靠的技术科学。
4多家竞争,优胜劣汰,形成若干开发中心
  美国小水线面船的开发研制和推广应用单位,在80年代最兴旺时曾有15家之多,经历竞争、兼并、重组,目前大体上形成三、四个中心,如洛克希德·马丁集团垄断海军主要小水线面军用船艇,承包“海影”、“胜利”、“司莱斯”、“完美”、“AGOR”等型。
  其它民营公司中较著名的有:(1)海洋小水线面船系统公司(SOS),其前身是在1984年成立的RMI公司,在1989-1991年改组为海洋小水线面船公司,1992年与英国J.N.M.&.S公司合作将总部迁到英国,企图开拓西欧市场,但并不顺利,于1993年末返回美国,扩建新厂及室内造船车间。该公司开发过8型小水线面双体船,数量占各家之首,兼有研究设计和造船能力,成为加州地区的开发中心。(2)最早在70年代初成立的半潜船造船公司(SSS Co.),也在加州,一直以最先拥有小水线面船设计专利为特长,而且坚持开发,向国内外推荐各种设计方案,到90年代中后期,似因始终未与骨干造船厂形成密切合作的搭档,而其设计技术在转让之后,很快又被别的公司更新发展,所以该公司在1996年以后似已退出竞争(尚待核查)。(3)太平洋海事服务公司(Pacific Marine & Supply Co)在夏威夷地区,开发“纳夫台卡-Ⅰ、Ⅱ”号,又与洛克希德·马丁集团合作开发“司莱斯”号,使其技术水平大大提高,而且它拥有设计公司、造船厂和游船公司,从开发到营运一条龙,又利用夏威夷海域特点做推广,遂成为太平洋上的小水线面双体船开发中心。以上3家连同洛克希德·马丁集团都拥有较强的开发研究设计能力。
  美国东南部的佛罗里达州、路易斯安那州和华盛顿州分别有东方造船厂、波灵格造船厂、尼古拉兄弟造船厂等,他们依靠转让SOS公司等的设计,建造了载客250位、29节的"静水河"号海上油田交通船;载客300位、25节的"海上消遣"号旅客渡船;载客365位、30节的"飘云"号海上娱乐船。这些都是90年代后期交付的新船,在墨西哥湾及南大西洋海域上营运,成为美国南方的一个小水线面船开发营运中心。
  至于麦克波默造船厂和塔帕造船厂分别为美海军建造过大型钢质水声监听船,其余的公司或船厂都只先后承包或建造过1艘小水线面船,影响不如上述几个形成开发中心的单位。而从其分布来看,设计、建造单位均靠近需求单位,以利形成持续稳定的发展,而且不断地提高水平扩大生产。

版权所有船舶工业技术经济协作网©
技术支持:webmaster@ship2000.com.cn 信息提供:info@ship2000.com.cn
新    闻:news@ship2000.com.cn 客户服务:clients@ship2000.com.cn